软弱围岩隧道地段施工及支护

软弱围岩隧道地段施工及支护

当隧道洞口段或其他地段遇到软弱围岩，随着锚固技术在隧道工程中得到迅速发展，其锚固方式也是多样化，因砂浆锚杆在软弱围岩隧道施工工艺及环境所限，钻孔、注浆、锚固不是一次完成，易发生坍孔，而且做径向支护长度一般只有3～4m。通过以往类似工程施工经验，拟采用钻、锚、喷、注一体化锚固施工方法。

一、适用范围

此方法适用隧道穿越地层为弃碴及砂粘土，夹碎石，拱顶覆盖层一般为5～15m，泥质板岩，岩层破碎，及严重风化、地下水发育的地段。

二、钻、锚、喷、注一体化锚固施工特定及构造

1、特点

①锚固材料的主体结构——锚杆，为中空厚壁杆体，取代钻杆和注浆管，使钻孔、注浆、锚固施工工序合一，达到省工省时的目的。

②具备在软弱围岩或地质复杂地层中钻进能力，能有效防止或克服钻

进过程中发生坍孔、卡钻事故。

③锚杆即注浆管，从锚杆端部至尾部充填注浆，使浆液完全填充锚杆孔的空隙，并向围岩扩散，固结浆液扩散范围内的岩体，保证了注浆效果。

④中孔锚杆杆体与同截面的实心杆体相比，中空杆具有更大的抗弯、抗剪能力。

2、自进式锚杆结构

自进式锚杆结构主要由钻头、中孔厚壁杆体、联结套、止浆塞、拱形垫板、球形螺母组成。

三、施工方法

1、施工工艺流程图

连接钻机、钻杆、钻头钻孔接长锚杆、钻到设计深度注浆锚固开挖

2、地表加固

在洞门仰坡开挖时需进行地表层注浆加固，加固好后方可进行洞门开挖施工。

地表自进式锚杆设计及施工：自开挖外轮廓到塑性区以外的稳固岩层，锚杆直径选用φ25mm，锚杆孔直径为φ80mm，锚杆长9～15m，锚杆平面布置通过试验按扩散半径来确定。纵、横向间距一般为1.0~1.2m，梅花型布置。注浆压力为2~2.5MPa ，注浆材料：普通硅酸盐水泥，标号为425号，C20水泥浆，水灰比为0.45:1。

3、超前支护

超前支护的方式也较多，如管棚法等，但该种方法造孔困难。

自进式超前支护设计及施工，锚杆直径选用φ27mm，锚杆长24m，环向间距为0.3m，水平向上倾角为5~10°，注浆压力2.5MPa，注浆材料：C20水泥砂浆，水灰比为0.5:1。锚杆采用手持风枪钻孔，砂浆采用砂浆机拌合，注浆泵注浆。

4、系统锚固

当隧道埋深较深，存在高地应力区，地质条件复杂，穿越断层带较宽，一般锚喷支护抵抗不了围岩应力而产生变形。采用长锚杆加固围岩，通过锚杆的抗拉作用，使隧道周边围岩多向受压，提高抗压强度，形成加固圈，

由于径向锚杆穿越斜交剪切区，有直接抗剪作用，采用自进式锚杆，对锚杆孔进行压力注浆时，注浆压力可高达2.0MPa左右，对锚杆周围的岩层节理裂隙进行填充和加固作用。自进式锚杆长L=5～8m，直径选用φ27mm锚杆，环向间距0.8~1.0m为宜。

5、钢支撑

地质比较破碎，地下水较丰富地段，结合钻、锚、注一体化，锚喷支护需加钢支撑，材料可选用工字钢、U型纲、钢轨、钢管或花拱、按设计断面尺寸预先做成构件，使用时，焊接或法兰盘联结。并与锚杆焊接，间距0.5~1.0m一榀。安装时，柱脚处的松碴必须清除干净，坐落在基岩上，开挖轮廓尺寸不得有欠挖，以免造成衬砌厚度不够。

6、管棚法（小导管）

侧壁导坑法等另有施工方法。

7、加强位移量测

开挖前后需在拱脚、拱顶及洞顶地表面埋设量测点进行位移、下沉量测，成立专业量测班，并有专业工程师负责此项工作。通过量测得到变形

数据，为支护提供可行的参数，为施工提供可靠安全保证。